双导电聚合物构建固态电池高能量密度复合正极

发布者:admin    发布时间:2021-01-06    点击率:359

锂离子电池中液态电解质通过浸润多孔电极以保证锂离子的高效传输。而在固态电池中,通常使用机械混合、浇筑或热压将大量的固态电解质引入复合正极中构建锂离子的传输通道,正极中活性物质的比例通常低于70%,极片的能量密度难以提高。同时,固态电池复合正极中包括活性材料、固态离子导体、碳基导电剂、粘结剂和集流体各组分之间的固-固界面种类多而且演变复杂,例如固态电解质在高电压下可能发生分解、碳基导电剂也会加速固态电解质在碳/正极界面处的分解。这些组分间的副反应导致界面劣化并形成钝化层阻碍了锂离子/电子的传输,进而改变了界面的电流分布增加了电池的内阻,导致电池容量的快速衰减。此外,在充放电过程中正极材料颗粒的体积反复变化导致固-固界面间的物理接触变差,引起较大的电荷扩散势垒,进一步加速了电池的容量衰减。而且,常规的粘结剂例如聚偏二氟乙烯(PVDF)是锂离子/电子绝缘体,不但降低正极电子电导率还阻止了锂离子嵌入活性物质中。因此,解决复合正极中复杂的界面问题,开发具有高化学/电化学/机械稳定性界面、同时具有高活性材料荷载的复合正极极具挑战性。